خزان تخزين الغاز الطبيعي المسال مقابل خزان تخزين LOX: الاختلافات الرئيسية

ان قد يبدو خزان الغاز الطبيعي المسال وخزان تخزين LOX متشابهين من الخارج لأن كلاهما عبارة عن صهاريج تخزين مبردة. كلاهما يخزن الغازات المسالة في درجات حرارة منخفضة جدًا، ويستخدمان هياكل أوعية ضغط معزولة، وغالبًا ما يكونان متصلين بالمبخرات والصمامات وخطوط الأنابيب وأنظمة التحكم في الضغط. ومع ذلك، فهي ليست نفس النوع من المعدات في الهندسة العملية.

والفرق الرئيسي هو الوسيط المخزن. تم تصميم خزان تخزين الغاز الطبيعي المسال لتخزين الغاز الطبيعي المسال وإمدادات غاز الوقود. تم تصميم خزان تخزين LOX لتخزين الأكسجين السائل وتوصيل الأكسجين. الغاز الطبيعي المسال هو وقود مبرد قابل للاشتعال، في حين أن LOX هو مؤكسد قوي. يؤثر هذا الاختلاف الفردي على تصميم الخزان واختيار المواد وحماية السلامة ومتطلبات التنظيف وتخطيط الموقع وتكامل النظام.

بالنسبة لأصحاب المشاريع، السؤال الحقيقي ليس ببساطة 'أي خزان هو الأفضل؟' السؤال الأفضل هو: أي خزان يتوافق مع الغاز، والاستخدام، ومخاطر السلامة، ونظام المصب؟

خزان تخزين الغاز الطبيعي المسال مقابل خزان تخزين LOX: مقارنة سريعة

أوضح طريقة لفهم الفرق هو مقارنة أدوارهم في مشروع الغاز المبرد.

بعبارات بسيطة، يعتبر خزان تخزين الغاز الطبيعي المسال جزءًا من نظام إمداد الطاقة. يعد خزان تخزين LOX جزءًا من نظام إمداد الأكسجين. قد يستخدم كلاهما عزلًا مفرغًا وأوعية داخلية من الفولاذ المقاوم للصدأ، لكن منطق التشغيل مختلف.

إذا كان المشروع يحتاج إلى الغاز الطبيعي المسال للغلايات أو الشعلات أو محركات الغاز أو غاز المدينة أو التدفئة الصناعية، فإن الاختيار الصحيح هو خزان الغاز الطبيعي المسال. إذا كان المشروع يحتاج إلى الأكسجين للتطبيقات الطبية أو المعدنية أو الكيميائية أو البيئية أو لدعم الاحتراق، فإن الاختيار الصحيح هو خزان LOX.

المتوسطة والمخاطر: السبب الحقيقي لاختلافهما

الفرق الأكثر أهمية بين تخزين الغاز الطبيعي المسال و LOX ليس شكل الخزان. إنه سلوك الغاز نفسه.

الغاز الطبيعي المسال هو الغاز الطبيعي المسال. يتم تخزينه كسائل مبرد ويصبح غازًا طبيعيًا قابلاً للاحتراق بعد التبخير. وهذا يجعل التحكم بالبخار، وتخفيف الضغط، وإدارة مصدر الإشعال، وتوزيع الغاز أجزاء مهمة في تصميم تخزين الغاز الطبيعي المسال. إذا هرب بخار الغاز الطبيعي المسال واختلط بالهواء بالتركيز الصحيح، فقد يخلق جوًا قابلاً للاشتعال. لذلك، يجب تقييم خزان الغاز الطبيعي المسال جنبًا إلى جنب مع التهوية، ومسافة الأمان، والإغلاق في حالات الطوارئ، وتخفيف الضغط، والتأريض، والتحكم في إمداد الغاز.

LOX هو الأكسجين السائل. الأكسجين لا يحترق من تلقاء نفسه، لكنه يدعم الاحتراق بقوة. في الظروف الغنية بالأكسجين، قد تحترق المواد التي يصعب إشعالها عادة بشكل أسرع وأكثر كثافة. يمكن أن تصبح الزيوت والشحوم والبقايا العضوية وبعض مواد الختم والمكونات غير المتوافقة مخاطر جسيمة. وهذا يعني أن تخزين LOX حساس للغاية للنظافة، وتوافق المواد، وفصل الموقع عن المواد القابلة للاحتراق.

ولهذا السبب لا ينبغي التعامل مع الخزان المناسب لخدمة LNG بشكل عرضي على أنه مناسب لخدمة LOX. قد تكون درجة حرارة التشغيل متشابهة، وقد يكون الخزان أيضًا معزولًا بالفراغ، لكن استراتيجية السلامة مختلفة. يركز الغاز الطبيعي المسال على احتواء الغازات القابلة للاشتعال. يركز LOX على التعامل المتوافق مع الأكسجين والخالي من التلوث.

مقارنة تصميم السلامة

تصميم السلامة هو المكان الذي يصبح فيه الفرق بين خزان تخزين الغاز الطبيعي المسال وخزان تخزين LOX أكثر وضوحًا.

بالنسبة لتخزين الغاز الطبيعي المسال، فإن الأولوية الرئيسية هي التحكم في مخاطر الغازات القابلة للاشتعال. يجب أن يقلل النظام من فرصة تسرب البخار، ويمنع تراكم الغاز، ويتحكم في مصادر الاشتعال، ويطلق الضغط الزائد بأمان. غالبًا ما تتطلب تركيبات الغاز الطبيعي المسال تخطيطًا دقيقًا حول مناطق التعبئة، ومواقع التبخير، ونقاط التفريغ في حالات الطوارئ، والتصنيف الكهربائي، والحماية من الحرائق. تعمل أجهزة قياس الضغط، وأجهزة قياس مستوى السائل، وصمامات الأمان، وأقراص التمزق، وكشف الغاز عند الحاجة، وأجهزة الإغلاق في حالات الطوارئ، على دعم التشغيل الأكثر أمانًا.

بالنسبة لتخزين LOX، يتحول تركيز السلامة إلى إثراء الأكسجين ونقاء الأكسجين. يجب أن يتجنب نظام LOX الزيوت والشحوم والغبار والتلوث العضوي والمواد غير المتوافقة. يجب أن تكون الصمامات والأنابيب والحشيات والأختام والتجهيزات مناسبة لخدمة الأكسجين. يجب أن تظل منطقة التخزين بعيدة عن المواد القابلة للاحتراق واللهب المكشوف والتلوث الإسفلتي وممارسات المناولة السيئة. يجب أن يفهم المشغلون أن البيئات الغنية بالأكسجين يمكن أن تحول مشكلات التلوث الصغيرة إلى مخاطر حريق كبيرة.

يحتاج كلا الخزانين إلى تخفيف الضغط والمراقبة وإجراءات التشغيل المناسبة. الفرق هو أن الخطر يتم التحكم فيه. تتساءل سلامة الغاز الطبيعي المسال: كيف نمنع إطلاق الغازات القابلة للاشتعال واشتعالها؟ تسأل سلامة LOX: كيف نمنع إثراء الأكسجين والتلوث والاحتراق المتسارع؟

اختلافات التصميم والمواد والعزل

عادةً ما يتم بناء خزانات LNG وLOX كأوعية ضغط مبردة مزدوجة الجدار. يقوم الوعاء الداخلي بتخزين الغاز المسال، بينما يحمي الغلاف الخارجي الهيكل ونظام العزل. تعمل المساحة العازلة على تقليل دخول الحرارة من البيئة المحيطة، مما يساعد السائل على البقاء في درجة الحرارة المبردة.

بالنسبة لخزان تخزين الغاز الطبيعي المسال، يرتبط أداء العزل بشكل وثيق بإدارة الغاز المغلي. يسمح العزل السيئ بدخول المزيد من الحرارة إلى الخزان، مما قد يزيد من توليد البخار وتقلب الضغط. وقد يؤثر ذلك على تردد التنفيس، وكفاءة التشغيل، واستقرار إمدادات الغاز في اتجاه مجرى النهر. تحتاج خزانات الغاز الطبيعي المسال أيضًا إلى مواد يمكنها تحمل درجة الحرارة المبردة، ودورة الضغط، وخدمة الغاز على المدى الطويل.

بالنسبة لخزان LOX، يعد العزل مهمًا أيضًا، ولكن نظافة المواد أكثر أهمية. تُستخدم الأوعية الداخلية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والأنابيب النظيفة بشكل شائع لأن خدمة الأكسجين تتطلب أسطحًا نظيفة ومتوافقة. يجب اختيار أي مكون ملامس لـ LOX أو غاز الأكسجين وتحضيره مع أخذ سلامة الأكسجين في الاعتبار.

عند اختيار المنتج، يجب على المشترين مقارنة حجم الخزان الأكبر. يجب عليهم التحقق من مادة الوعاء الداخلية وحماية الغلاف الخارجي وطريقة العزل وضغط العمل ودرجة حرارة التصميم ونوع التثبيت ونطاق التخصيص. يمكن استخدام عزل مسحوق الفراغ، ورغوة البولي يوريثان، وعزل الملفات عالي الفراغ اعتمادًا على تصميم الخزان ومتطلبات المشروع.

أ خزان تخزين الغاز الطبيعي المسال المبرد على أساس الأداء الحراري، والتحكم في الضغط، وتوافق الغاز الطبيعي المسال، واستقرار إمدادات غاز الوقود. يجب تقييم ينبغي تقييم خزان LOX على أساس نظافة الأكسجين، والمواد المتوافقة، واستقرار الضغط، والتوصيل الآمن للأكسجين.

تكوين الخزان العمودي مقابل تكوين الخزان الأفقي

يمكن توفير صهاريج تخزين LNG وLOX بتكوينات رأسية أو أفقية. لا يؤدي هذا إلى تغيير الوسيط المخزن، ولكنه يؤثر على تخطيط الموقع وتركيبه ونقله وصيانته.

يعد خزان تخزين الغاز الطبيعي المسال العمودي مفيدًا عندما يكون للموقع مساحة أرضية محدودة. يمكن أن يقلل من أثر محطة الغاز الطبيعي المسال أو منطقة إمدادات الغاز الصناعي. ومع ذلك، فإنه يتطلب ارتفاعًا كافيًا وتصميمًا مناسبًا للأساس ووصولاً آمنًا للفحص والتشغيل.

قد يكون خزان تخزين الغاز الطبيعي المسال الأفقي أسهل في النقل والتركيب والصيانة في بعض المواقع الصناعية. كما يمكن أن يتناسب بشكل أفضل مع الأماكن التي يكون فيها الارتفاع محدودًا أو حيث يفضل تخطيط النظام المثبت على الانزلاق.

تنطبق نفس المقارنة على تخزين LOX. قد يكون خزان LOX العمودي مناسبًا لمحطات إمداد الأكسجين المدمجة، بينما قد يكون خزان LOX الأفقي أسهل للوصول أو الفحص أو تخطيط الموقع بشكل بسيط. يجب أن يستند القرار إلى الشروط العملية: المساحة المتاحة، سعة الخزان، الأساس، وصول شاحنة التعبئة، توجيه خطوط الأنابيب، مساحة الصيانة، ومتطلبات السلامة المحلية.

النقطة الأساسية هي أن التصميم الرأسي أو الأفقي هو قرار تخطيطي، وليس قرارًا متوسطًا. لا يزال الخزان بحاجة إلى التصميم خصيصًا لخدمة LNG أو LOX.

تكامل النظام: إمداد الغاز الطبيعي المسال مقابل إمداد الأكسجين LOX

نادرًا ما يكون الخزان المبرد هو المعدات الوحيدة في مشروع العمل. في معظم التطبيقات الصناعية، يجب أن يكون الخزان متكاملاً مع المبخرات، وأجهزة تنظيم الضغط، والصمامات، وخطوط الأنابيب، والخزانات العازلة، وأجهزة السلامة، ولوحات التحكم، وأدوات المراقبة.

عادةً ما يتم توصيل خزان تخزين الغاز الطبيعي المسال بمبخرات الغاز الطبيعي المسال، ومحطات تنظيم الضغط، وأنظمة القياس، وخطوط أنابيب الغاز، وأحيانًا معدات التحكم في الروائح أو إمدادات الغاز. والغرض من ذلك هو تحويل الغاز الطبيعي المسال إلى غاز طبيعي مستقر وتسليمه بالضغط ومعدل التدفق المناسبين. إذا كان جهاز التبخير صغيرًا جدًا، فقد لا يلبي النظام ذروة الطلب على الغاز. إذا كان تنظيم الضغط غير مستقر، فقد لا يعمل الموقد أو الغلاية أو معدات الغاز بشكل موثوق.

عادةً ما يتم توصيل خزان LOX بمبخرات الأكسجين، وخطوط أنابيب الأكسجين النظيفة، ومنظمات ضغط الأكسجين، وصمامات الأمان، ومعدات الأكسجين المستخدمة في نقطة الاستخدام. يجب أن يدعم النظام ضغط وتدفق الأكسجين المستقر مع الحفاظ على النظافة. في التطبيقات الطبية أو المعدنية أو الكيميائية أو معالجة المياه، يمكن أن يؤدي انقطاع الإمدادات أو التلوث إلى حدوث مشكلات تشغيلية خطيرة.

بالنسبة للمشاريع التي تتضمن التخزين، والتبخير، وتنظيم الضغط، والقياس، وتسليم خطوط الأنابيب، والتشغيل، فمن الأفضل النظر في عملية كاملة نظام تخزين الغاز المبرد بدلاً من شراء جسم الخزان فقط. وهذا مهم بشكل خاص عندما يتطلب المشروع معدات مطابقة، أو سعة مخصصة، أو تحكم PLC، أو تصميم مثبت على الانزلاق، أو أجهزة متكاملة لتنظيم وقياس الضغط.

مقارنة التطبيقات: ما هي المشاريع التي تحتاج إلى الغاز الطبيعي المسال وأيها تحتاج إلى LOX؟

يتم استخدام خزان تخزين الغاز الطبيعي المسال بشكل أساسي حيث يحتاج الغاز الطبيعي المسال إلى تخزينه وتزويده كوقود. وتشمل المشاريع النموذجية محطات الأقمار الصناعية للغاز الطبيعي المسال، والبنية التحتية للغاز في المدينة، والغلايات الصناعية، والمعدات التي تعمل بالغاز، وإنتاج السيراميك، وتصنيع الزجاج، وتجهيز الأغذية، ومحطات إمدادات الطاقة، ومشاريع الحلاقة الذروة. في هذه السيناريوهات، يدعم الخزان استقرار إمدادات الوقود ويساعد المستخدمين على تخزين الغاز الطبيعي في صورة سائلة قبل التبخير.

يتم استخدام خزان LOX حيث يكون الأكسجين مطلوبًا كغاز معالجة. وتشمل التطبيقات الشائعة إمدادات الأكسجين الطبي، وصناعة الصلب، وقطع المعادن، وإنتاج الزجاج، والمعالجة الكيميائية، ومعالجة مياه الصرف الصحي، وتربية الأحياء المائية، والمختبرات، والاحتراق المخصب بالأكسجين. في هذه السيناريوهات، تكون قيمة تخزين LOX هي توافر الأكسجين المستقر، وتقليل التعامل مع الأسطوانات، والإمداد المستمر للمعدات المستهلكة للأكسجين.

قد تستخدم بعض المواقع الصناعية الغاز الطبيعي المسال و LOX في نفس الوقت. على سبيل المثال، قد يستخدم مصنع التصنيع الغاز الطبيعي المسال كوقود وأكسجين لدعم العملية. ومع ذلك، يجب أن يظل النظامان منفصلين. يحتاج كل غاز إلى خزان خاص به، ونظام خطوط الأنابيب، وإجراءات السلامة، والتحكم في التشغيل. لا ينبغي أبدًا إدارة LNG وLOX كما لو كانا مجرد سائلين متشابهين متشابهين.

مقارنة التكلفة والمشتريات

عند مقارنة خزان LNG وخزان LOX، يجب على المشترين تجنب النظر إلى سعر الخزان فقط. عادة ما يتم تشكيل التكلفة الإجمالية للمشروع من خلال النظام الكامل.

بالنسبة لمشاريع الغاز الطبيعي المسال، قد تشمل التكلفة الخزان، ومبخر الغاز الطبيعي المسال، ومحطة تنظيم الضغط، ومزلقة القياس، ونظام تخفيف السلامة، وخط أنابيب الغاز، والأساس، والتركيب، والاختبار، والتشغيل. وتعتمد التكلفة طويلة المدى أيضًا على فقدان التبخر، واستقرار الضغط، وتكرار إعادة التعبئة، ومدى قدرة النظام على التعامل مع ذروة الطلب على الغاز.

بالنسبة لمشروعات LOX، قد تشمل التكلفة الخزان، ومبخر الأكسجين، والصمامات وخطوط الأنابيب النظيفة للأكسجين، ومعدات تنظيم الضغط، والإمدادات الاحتياطية، وأجهزة السلامة، والفحص، وإجراءات التنظيف، والوثائق. قد لا يكون خزان LOX منخفض السعر خيارًا جيدًا إذا كانت المكونات الملامسة للأكسجين، أو جودة التنظيف، أو تصميم الأمان غير مناسبة.

التوثيق مهم أيضا. يجب على المشترين التحقق من معايير أوعية الضغط المطبقة، وشهادات المواد، وسجلات اختبار الفراغ، واختبار التسرب، واختبار الضغط الهيدروستاتيكي، ومعلومات صمام الأمان، وتقارير الفحص. بالنسبة للمشاريع الدولية، يجب تأكيد معايير مثل ASME أو GB أو CE أو رموز المشروع المطلوبة الأخرى قبل الشراء.

تعد قدرة المورد نقطة مقارنة مهمة أخرى. يجب أن يساعد المورد المناسب في تحديد حجم الخزان واختيار الضغط ومطابقة التدفق واختيار العزل وتوجيه الأساس وتكامل النظام والدعم الفني بعد البيع. وهذا مهم بشكل خاص عندما يحتاج المشروع إلى سعة مخصصة، أو ضغط عمل، أو تركيب رأسي أو أفقي، أو محطة مبخر غاز كاملة.

كيفية الاختيار بين خزان الغاز الطبيعي المسال وخزان تخزين LOX

قاعدة الاختيار الأولى بسيطة: اختر حسب الوسيط المخزن أولاً. إذا كان المشروع يقوم بتخزين الغاز الطبيعي المسال فإنه يحتاج إلى خزان للغاز الطبيعي المسال. إذا كان المشروع يقوم بتخزين الأكسجين السائل، فإنه يحتاج إلى خزان تخزين LOX. الفرق ليس فقط في الملصق الموجود على الخزان؛ فهو يؤثر على السلامة والتنظيف واختيار المواد وتصميم النظام.

القاعدة الثانية هي مقارنة الضغط والقدرة والطلب على التدفق. يجب على المشترين التأكد من حجم التخزين، وضغط العمل، وضغط التصميم، والاستهلاك اليومي، وذروة التدفق، ودورة إعادة التعبئة، والقدرة الاحتياطية. قد يؤدي الخزان الصغير الحجم إلى إعادة التعبئة بشكل متكرر أو عدم استقرار الإمداد. قد يؤدي الخزان الكبير الحجم إلى إهدار الميزانية واحتلال مساحة غير ضرورية في الموقع.

القاعدة الثالثة هي مراجعة ظروف الموقع. تؤثر المساحة المتوفرة، ووصول شاحنة التعبئة، والتهوية، ومسافة الأمان، والتعرض الخارجي، وبيئة التآكل، وتصميم الأساس، ومساحة الصيانة على اختيار الخزان.

القاعدة الرابعة هي مطابقة النظام الكامل. يجب أن يعمل الخزان مع المرذاذ الصحيح، ومنظم الضغط، ومجموعة الصمامات، وخطوط الأنابيب، ولوحة التحكم، وجهاز المراقبة، ومعدات الاستخدام النهائي. لا يزال من الممكن أن يكون أداء الخزان المبني جيدًا ضعيفًا إذا لم يتم مطابقة نظام المصب بشكل صحيح.

خاتمة

قد ينتمي كل من خزان الغاز الطبيعي المسال وخزان LOX إلى فئة الخزان المبرد، لكنهما مصممان للوسائط والمخاطر وأنظمة الإمداد المختلفة. يركز خزان تخزين الغاز الطبيعي المسال على تخزين الغاز الطبيعي المسال، والتبخير، وتوصيل غاز الوقود، والتحكم في الضغط، وسلامة الغاز القابل للاشتعال. يركز خزان تخزين LOX على تخزين الأكسجين السائل، ونظافة الأكسجين، وسلامة المؤكسد، وتوصيل الأكسجين المستقر.

بالنسبة لاختيار المشروع، فإن العوامل الأكثر أهمية ليست فقط القدرة والسعر. يجب على المشترين مقارنة الغاز المخزن، ومخاطر السلامة، وتوافق المواد، وطريقة العزل، وضغط العمل، وتخطيط التثبيت، والمعدات النهائية، والوثائق، والدعم الهندسي للموردين. عندما يتم اختيار الخزان والمبخر وتنظيم الضغط والأنابيب ونظام التحكم معًا، فمن المرجح أن يعمل مشروع التخزين المبرد بأمان وكفاءة وموثوقية.